橋梁檢測

1、橋梁結構檢測與評定技術,東單大學教學課件,§3 橋梁檢測的評定方法,§3—1 概述,一、橋梁技術狀況評定 是建立在橋梁現場檢查基礎上，對橋梁使用性能及安全度進行評定的工作。 目的： 為今后橋梁的養(yǎng)護、維修、加固改造的決策提供依據支持。,,二、評定的方法1、根據外觀檢查結果進行直接評定。2、結合外觀檢查與分析計算相結合的評定。3、實橋荷載試驗進行評定。4、專家系統(tǒng)的評定方

2、法。,三、對評定方法的學習 1、對具體評定方法應注意： 方法的采用標準、手段、條件和適用范圍、使用程序、結果表達等。,2、評定的標準，即技術狀況的分類分級 我國大陸公路橋梁技術狀況檢測分五類：一類（完好、良好），保養(yǎng)；二類（較好），小修；三類（較差），中修，酌情交通管制；四類（差的），大修和改造，限載限速；五類（危險），重建或改建，關閉交通。,我國大陸 Ⅱ—Ⅴ類城市橋梁完好狀態(tài)分為五級：

3、A級：完好狀態(tài)，進行日常保養(yǎng)；B級：良好狀態(tài)，進行日常保養(yǎng)和小修;C級：合格狀態(tài)，進行專項檢測后保養(yǎng)、小修。,,D級：不合格狀態(tài)，應檢測后進行中修或大修工程；E級：危險狀態(tài)，應檢測評估后進行大修、加固或改擴建工程。,我國臺灣地區(qū)公路橋梁技術狀況檢測分4級：A級，損傷輕微；B級，有損傷；C級，損傷顯著，變形持續(xù)進行，必須修補；D級，損傷顯著必須緊急修補。,美國聯邦公路總署（FHWA）對公路橋梁技術狀況檢測使用評估系

4、統(tǒng)，分為三級：好（good）：稍有劣化，對構件無關緊要；普通（fair）,：輕微劣化，并不影響構件強度；差（poor）：完全劣化，已影響或及傷及構件強度。,日本道路公團對橋梁技術狀況綜合評等，分4級： 1、2、3、4級； 其中1級為最緊急；4為最輕微。,§3—2 根據外觀檢查結果評定方法(一) —— 公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范（JTG H1

5、1-2004） —— 城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范（CJJ99-2003）,一、公路橋涵外觀檢查結果評定方法的基本原理： 1、橋梁使用性能及承載能力的狀況可通過橋梁各部件的外觀現象可以反映出來。,,2、對各部件（橋面系、上部結構、下部結構、支座、基礎等）的基本構件的外觀現象（如缺陷、裂縫及位移過大等）進行檢查。,,3、對各部件外觀的缺損，根據部件的重要性，定出權重，用綜合評定公

6、式計算。,二、公路橋涵評定方法與適用范圍 1、采用外觀檢查，根據檢查結果按規(guī)范進行評定。 2、適用于所有已建成的公路橋梁；以及養(yǎng)護維修的橋梁，使其達到正常使用狀況。,三、公路橋涵評定程序 1、先對橋梁各部件進行檢查與評定 （1） 根據橋梁部件的缺損程度（大小、多少或輕重）；,,缺損對結構使用功能影響程度（無、小、大）； 缺損發(fā)展變化狀況（趨向穩(wěn)定、發(fā)展緩慢、發(fā)展較快）

7、等三個方面。 以累積評分方法對各部件缺損狀況作出等級評定。,表3—1、橋梁部件缺損狀況評定方法（JTG H11—2004）,（2）重要部件（如墩臺與基礎、上部承重構件等）以其中最嚴重的構件評分； 其他構件根據多數構件缺損狀況評分。 （3）推薦的各部件權重見下表。,表3—2、推薦的公路橋梁各部件權重（JTG H11—2004）,2、全橋技術狀況等級評定 （1）考慮橋梁各部件權

8、重的綜合評定方法（JTG H11—2004） a.綜合評定計算公式： (3—1）,,式3—1中： Ri—按表3一1方法確定的各部件的評定標度（0-5）； Wi—各部件權重， ΣWi＝100； Dr—全橋結構技術狀況評分（0—100）。 評分高表示

9、結構狀況好，缺損少。,,b.評分分類界限 Dr ≥88 一類 88 > Dr ≥60 二類 60 > Dr ≥40 三類 Dr <40 四類、五類 說明：Dr ≥60 的橋梁，并不排除其中有評定標度Ri≥3的部件

10、，仍有維修的需要。,（2）對照橋梁技術狀況評定標準進行評定 a.橋梁各部件及總體直接按橋梁養(yǎng)護標準評定 如：全橋總體評定評定標準，見表3—3。 磚、石、混凝土上部結構評定標準，見表3—4。 墩臺與基礎評定標準，見表3—5。,表3—3、公路橋梁技術狀況（總體評定）評定標準（JTG H11—2004）,表3—3、公路橋梁技術狀況（總體評定）評定標準（JTG H11—2004）（續(xù)）,表3

11、—3、公路橋梁技術狀況（總體評定）評定標準（JTG H11—2004）（續(xù)）,表3—3、公路橋梁技術狀況（總體評定）評定標準（JTG H11—2004）（續(xù)）,表3—3、公路橋梁技術狀況（總體評定）評定標準（JTG H11—2004）（續(xù)）,表3—4、公路橋梁技術狀況（磚、石、混凝土上部結構）評定標準,表3—4、公路橋梁技術狀況（磚、石、混凝土上部結構）評定標準 （續(xù)）,表3—4、公路橋梁技術狀況（磚、石、混凝土上部結構）評定標準 （續(xù)

12、）,表3—4、公路橋梁技術狀況（磚、石、混凝土上部結構）評定標準 （續(xù)）,表3—4、公路橋梁技術狀況（磚、石、混凝土上部結構）評定標準（續(xù)）,表3—5、公路橋梁技術狀況（墩臺與基礎）評定標準,表3—5、公路橋梁技術狀況（墩臺與基礎）評定標準 （續(xù)）,表3—5、公路橋梁技術狀況（墩臺與基礎）評定標準 （續(xù)）,表3—5、公路橋梁技術狀況（墩臺與基礎）評定標準 (續(xù)),表3—5、公路橋梁技術狀況（墩臺與基礎）評定標準 （續(xù)）,（3）評定劃定

13、的各類公路橋梁，應采取不同的養(yǎng)護措施： 一類橋梁進行正常保養(yǎng)； 二類橋梁需進行小修； 三類橋梁需進行中修，酌情進行交通管制；,四類橋梁需進行大修或改造，及時進行交通管制，如限載、限速通過，缺損較嚴重時應關閉交通； 五類橋梁需進行改建或重建，及時關閉交通。,示例：某橋經現場調查后得到橋梁的缺陷現狀，采用公路橋梁各部件權重的綜合評定方法，評定該橋技術狀況等級，見下表3—6。,表3

14、—6（續(xù)）,四、城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范（CJJ99—2003）評定方法：1、城市橋梁養(yǎng)護類別與公路橋梁分類 不同，城市橋梁養(yǎng)護類別分為五類：,（1）Ⅰ類——特大橋梁以及特殊結構的橋梁；（2）Ⅱ類——快速路網上的橋梁；（3）Ⅲ類——主干路上的橋梁；（4）Ⅳ類——次干路上的橋梁；（5）Ⅴ類——支路和街坊路上的橋梁。,2、根據城市橋梁技術狀況、完好程度，對不同的養(yǎng)護類別，其完好狀態(tài)等級劃分及養(yǎng)護要求符合下列規(guī)定：

15、 (1)Ⅰ類城市橋梁完好狀態(tài)分為兩個等級：,,合格級——橋梁結構完好或結構構件有損傷，但不影響橋梁安全。 進行保養(yǎng)、小修。 不合格級——橋梁結構構件有損傷，影響結構安全。 應立即修復。,(2)Ⅱ—Ⅴ類城市橋梁完好狀態(tài)（按橋梁技術狀況指數BCI）分為五級： A級——完好狀態(tài)，BCI達到90—100，進行日常保養(yǎng)。 B級——良好狀態(tài)，BCI達到80—89，進行日常

16、保養(yǎng)和小修。,C級——合格狀態(tài)，BCI達到66—79，進行專項檢測后保養(yǎng)、小修。 D級——不合格狀態(tài)，BCI達到50—65，應檢測后進行中修或大修工程。 E級——危險狀態(tài)，BCI小于50，應檢測評估后進行大修、加固或改擴建工程。,3、城市橋梁技術狀況評估方法 （1）Ⅰ類養(yǎng)護的城市橋梁結構狀態(tài)評估按定期檢查的記錄缺陷進行。 Ⅱ—Ⅴ類養(yǎng)護的城市橋梁按現場檢查記錄的缺陷，按規(guī)范附錄

17、表D的扣分值進行評估。,,（2）Ⅱ—Ⅴ類養(yǎng)護的城市橋梁技術狀況的評估包括： 橋面系、上部結構、下部結構和全橋評估。,,采用先分部位再綜合的辦法評估，即按分層加權法根據定期檢查的橋梁技術狀況記錄，對橋面系、上部結構和下部結構的技術狀況指數分別進行評估，再綜合得出整個橋梁技術狀況的評估。,a.橋面系的技術狀況采用橋面系狀況指數BCIm表示。 根據橋面鋪裝、伸縮裝置、排水系統(tǒng)、人行道、欄桿及橋頭平順等6要素的損壞扣

18、除分值，按下式計算BCIm值。 （3—2） （3—3）,,,,式（3—2）、（3—3）中： i —橋面系的評估要素，如橋面鋪裝、橋頭平順、伸縮裝置、排水系統(tǒng)、人行道和欄桿；DPij—橋面系第 i 類要素中第j 項

19、損壞的扣分值。 見規(guī)范附錄表D；,wij—橋面系第i類要素中第j 項損壞的權重， 由式 w=3.0µ3-5.5µ2+3.5µ計算得到。 其中µ 根據第j 項損壞的扣分DPij 占橋面系 第i 類要素中所有損壞扣分值的比例 （µij= DPij / DPij ）計算而得；MDPi —橋面系第i類要素中損壞的

20、總扣分值；,wi —第i項要素的權數，見表3—7。,表3—7、橋面系各要素權重值（wi）,b.橋梁上部結構的技術狀況采用上部結構技術狀況指數BCIs表示；BCIs可根據各跨技術狀況指數BCIk按下式計算而得：

21、 （3—4） （3—5） （3—6）,,,式3—4、3—5、3—6中： x —表示橋梁第k跨上部結構中構件l 的損壞類型；DPklx—表示橋梁第k跨上部結構中構件l 的損壞類型 x 時的扣分值，見規(guī)范附錄

22、表D；,,,,,wklx—表示橋梁第k跨上部結構中構件l的損壞類型 x 時的權重，由式 w=3.0µ3-5.5µ2+3.5µ計算得到。 其中µ 根據第x項損壞的扣分DPklx 占構件l 所有損壞扣分值的比例（µ=DPklx / DPklx ）計算而得；,,,,,SDPkl—構件l 的綜合扣分值； ns—第k跨上部結構的橋梁構件數；BCIk—第k跨上部結構技術

23、狀況指數；,,m—橋梁跨數； BCIs—橋梁的上部結構技術狀況指數；wkl—構件l 的權重，見表3—8。,表3—8、橋梁上部結構各構件的權重（wkl）,c.橋梁下部結構技術狀況的評估應逐墩（臺）進行，然后再計算整個橋梁下部結構的狀況指數BCIx，按下式計算： （3—7）

24、 （3—8） （3—9）,,,,式3—7、3—8、3—9中：y —表示橋梁第λ墩（臺）中構件l 的損壞類型；DPλly—表示橋梁第λ墩（臺）中構件l 的損壞類型 y時的扣分值，見規(guī)范附錄表D。,,,wλly—表示橋梁第λ墩

25、（臺）中構件l 的損壞類型 y 時的權重，由式w=3.0µ3-5.5µ2+3.5µ 計算得到。 其中µ 根據第y項損壞的扣分DPλl 占構件l 所 有損壞扣分值的比例（µ=DPλly / DPλly ）計算而得；,,,IDPλl—構件l 的綜合扣分值；nλ—第λ墩（臺）中構件數；,,BCIλ—第λ墩（臺）的技術狀況指數；

26、BCIx—橋梁的下部結構技術狀況指數；wλl—構件l 的權重，見表3—9。,表3—9、橋梁下部結構各構件的權重（wλl）,d.整個橋梁的技術狀況指數BCI根據橋面系、上部結構和下部結構的技術狀況指數，由下式計算： （3—10） 式3—10中：wm、ws、wx—橋面系、上部結構和下

27、部結構的 權重，如表3—10所示。,,,,表3—10、橋梁結構組成部分的權重,e.橋梁上部結構、下部結構、橋面系以及整座橋梁結構的完好狀況可按下表所示的標準評估。,表3—11、橋梁完好狀況評估標準,（3）各種類型橋梁有下列情況之一時，即可直接評定為不合格級橋梁和D級橋梁：① Ⅲ、Ⅳ類環(huán)境下的預應力梁產生裂縫且裂縫寬度超過規(guī)范限值（見表3—12）。,,,,,,,,,,,表3—12、

28、裂縫限值(CJJ99—2003）,表3—12、裂縫限值(CJJ99—2003）（續(xù)）,表3—12、裂縫限值(CJJ99—2003）（續(xù)）,表3—12、裂縫限值(CJJ99—2003）(續(xù)),② 拱橋的拱腳處產生水平位移或無鉸拱拱腳產生較大的轉動。③ 鋼結構節(jié)點板及連接鉚釘、螺栓損壞在20%以上、鋼箱梁開焊、鋼結構主構件有嚴重扭曲、變形、開焊，銹蝕削弱截面積10%以上。,,④ 墩、臺、樁基出現結構性斷裂縫，裂縫有開合現象；

29、 傾斜、位移、沉降變形危及橋梁安全時； 或基底沖刷面達20%以上。⑤關鍵部位混凝土出現壓碎或壓桿失穩(wěn)、變形現象； 或結構剛度達不到設計標準要求。,⑥結構永久變形大于設計規(guī)范值。 或承載能力下降達25%以上（需通過橋梁驗算檢測得到）。⑦支座錯位、變形、破損嚴重，已失去正常支承功能。⑧人行道欄桿20%以上殘缺。,⑨上部結構有落梁和脫空趨勢或梁、板斷裂。⑩特大橋、特殊結構橋

30、除上述情況外， 鋼—混凝土組合梁、橋面板發(fā)生縱向開裂、支座和梁端區(qū)域發(fā)生滑移或開裂； 斜拉橋拉索、錨具損傷； 吊橋鋼索、錨具損傷； 吊桿拱橋鋼絲、吊桿和錨具損傷。,（4）城市橋梁技術狀況指數BCI計算示例：a.橋面系狀況指數BCIm計算 橋面鋪裝： 根據某橋梁現場檢測結果，查規(guī)范附錄表D； 其中橋面鋪裝部分評分等級、扣分表，見表3—13；

31、 以及橋面系橋面鋪裝各項損壞狀況及扣分值，均列于表3—14。,表3—13、橋面系橋面鋪裝部分評分等級、扣分表,表3—13、橋面系橋面鋪裝部分評分等級、扣分表（續(xù)）,表3—14、某橋橋面鋪裝各項損壞狀況及扣分值,計算橋面鋪裝總的扣分值： DPij=15+5+0+65+0+5+5=95,網裂和龜裂扣分占橋面鋪裝總扣分值的比重計算： µij=DPij

32、 / DPij=15/95=0.16網裂和龜裂權重計算： wij=3.0×µ3-5.5×µ2+3.5×µ =3.0×0.163-5.5×0.162+3.5×0.16 =0.42網裂和龜裂扣分值計算： DPij

33、×wij= 15×0.42=6.30,,表3—15、橋面鋪裝其他計算結果,橋面鋪裝的評分： BCIqmpz=100—MDPi =100—59.4 =40.6 橋面系其他部分評分值的計算過程與橋面鋪裝相同。,,假設橋面系其他部分評分值為80，即： 橋頭平順： BCIqtps=80 ； 伸縮縫：

34、 BCIssf=80 ； 泄水管： BCIxsg=80； 人行道： BCIrxd=80 ； 欄桿： BCIlg=80 。,橋面系總的評分：BCIm= (100—MDPi) · wi = BCIqmpz×0.3+ BCIqtps×0.15+ BCIssf

35、15;0.25+ BCIxsg×0.1+BCIrxd×0.1+ BCIlg×0.1 =40.6×0.3+80×0.15+80×0.25+80×0.1 +80×0.1+80×0.1 =68.2,,b.上部結構狀況指數BCIk（以懸臂加掛梁結構為例）計算。 防落梁裝置： 根據某橋梁

36、現場檢測結果，查規(guī)范附錄表D； 其中上部結構防落梁裝置部分評分等級、扣分表見表3—16。,表3—16、上部結構防落梁裝置部分評分等級、扣分表,表3—16、上部結構防落梁裝置部分評分等級、扣分表 （續(xù)）,,查表得到橋梁上部結構中防落梁裝置各項損壞狀況及扣分值，其他各項損壞狀況（略），防落梁裝置各項損壞狀況及扣分值見表3—17。,表3—17、防落梁裝置各項損壞狀況及扣分值,計算防落梁裝置總的扣分值：,,DPklx=35+25+1

37、5=75,有無落架趨勢項扣分值占防落梁裝置總的扣分值的比例計算： µklx=DPklx / DPklx=35/75=0.47有無落架趨勢項權重計算： wklx=3.0×µklx3-5.5×µklx2+3.5×µklx =3.0 ×0.473-5.5 ×0.47

38、2+3.5×0.47 =0.74有無落架趨勢項扣分值計算： DPklx×wklx= 35×0.74=25.9,,表3—18、防落梁裝置其他計算結果,防落梁裝置的評分：BCIfllzz=100—SDPkl=100—50.1=49.9,假設上部結構其他各構件的評分值均為80，即： 懸臂梁： BCIxbl =80 ；

39、 掛梁 ： BCIgl =80 ； 掛梁支座： BCIglzz=80 。,本跨上部結構評分： BCIk=(100—SDPkl) · wkl = BCIfllzz×0.1+ BCIxbl×0.6+BCIgl×0.2+BCIglzz×0.1 =49.9×0.1+8

40、0×0.6+80×0.2+80×0.1 =77,全橋上部結構評分： 每一跨上部結構評分計算過程相同。 取各跨評分的平均值，即得全橋上部結構評分。,c.下部結構狀況指數BCIλ（以橋臺為例）計算 橋臺的翼墻：根據某橋梁現場檢測結果，查規(guī)范附錄表D，其中橋梁下部結構橋臺的翼墻部分評分等級、扣分表見表3—19。,表3—19、下部結構橋臺的翼墻部分評分

41、等級、扣分表,表3—19、下部結構橋臺的翼墻部分評分等級、扣分表（續(xù)）,,查表得到橋梁下部結構橋臺的翼墻各項損壞狀況及扣分值，其他各項損壞狀況（略），橋臺的翼墻各項損壞狀況及扣分值見表3—20。,表3—20、橋臺的翼墻各項損壞狀況及扣分值,,計算橋臺翼墻總的扣分值： DPλly=10+15+25+15=65剝離脫落扣分值占翼墻總的扣分值比重計算： µi=DPλ

42、ly / DPλly =10/65 =0.15,,,剝離脫落權重計算： wλly =3.0×µλly3-5.5×µλly2+3.5×µλly =3.0 ×0.153-5.5 ×0.152+3.5×0.15

43、=0.41 剝離脫落扣分值計算： DPλly×wλly = 10×0.41 =4.1,表3—21、橋臺翼墻其他計算結果,翼墻的評分 BCIebyq=100—IDPi =100—38.2 =62.8,,

44、橋臺其他構件：假設橋臺其他各部分構件的評分值均為80，即： 臺帽： BCItm=80 ; 臺身： BCIts=80 ; 基礎： BCIjc=80 ; 錐坡： BCIzp=80 ; 支座： BCIzz=80 。,橋臺的評分： BCIλ

45、=(100—IDPλl) · wλl = BCIebyq×0.1+BCItm×0.1+BCIts×0.3+BCIjc×0.3+BCIzp ×0.1+ BCIzz×0.1

46、 =62.8×0.1+80×0.1+80×0.3+80×0.3+80×0.1+80×0.1 =78.3,計算下部結構得分值：假設橋墩 BCIqd=80，則下部結構評分： BCIx = BCIqt×0.5+ BCIqd×0.5 =78.3×